Полоса с заданными свойствами упругости 68НХВКТЮ: прецизионный сплав для упругих элементов
Полоса из сплава 68НХВКТЮ — это холоднокатаный сортовой прокат из прецизионного никель-хром-вольфрам-кобальт-титан-алюминиевого сплава, поставляемый в термообработанном состоянии с регламентированным сочетанием предела упругости, модуля сдвига и стабильности упругих характеристик в диапазоне рабочих температур. Сплав относится к дисперсионно-твердеющим системам и упрочняется за счёт выделения интерметаллидных фаз типа Ni(Ti, Al) при старении, что обеспечивает высокий предел упругости при сохранении достаточной пластичности.
Ключевая особенность полосы 68НХВКТЮ — нормирование не только прочностных, но и упругих параметров: предела упругости, релаксационной стойкости и температурного коэффициента модуля упругости. Именно эти характеристики определяют работоспособность упругих элементов, а не кратковременная прочность.
Технические характеристики полосы 68НХВКТЮ
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел упругости , | 1100 | после старения | МПа | ГОСТ 1497 |
| Предел прочности в | 1400–1650 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Модуль упругости E | 195–205 | 20 C | ГПа | динамический |
| Температурный коэффициент E | (15–25)10 | –60…+250 C | 1/C | тензометрия |
| Толщина полосы | 0,10–2,50 | холодная прокатка | мм | ГОСТ 6507 |
| Ширина полосы | 10–250 | обрезная кромка | мм | ГОСТ 6507 |
| Релаксационная стойкость | 3 | 200 C, 100 ч | % | ГОСТ 26007 |
Состав и структурное состояние
Химический состав сплава 68НХВКТЮ обеспечивает формирование упрочняющих фаз при старении. Основные легирующие элементы:
- никель — основа, формирует -матрицу с ГЦК-решёткой;
- хром — повышает жаростойкость и коррозионную стойкость;
- вольфрам и кобальт — замедляют диффузию, повышают температуру рекристаллизации;
- титан и алюминий — образуют интерметаллиды Ni(Ti, Al), ответственные за дисперсионное твердение.
Полоса поставляется в двух состояниях: после закалки (перевод в пересыщенный твёрдый раствор) и после старения. Упрочняющая термообработка выполняется потребителем после формообразования упругого элемента, что позволяет получать заданную геометрию при пониженной твёрдости и затем фиксировать упругие свойства.
Области применения
Полоса с заданными свойствами упругости 68НХВКТЮ применяется там, где требуется стабильная упругая деформация при нагреве и длительной нагрузке:
- пружины и мембраны датчиков давления и расходомеров;
- упругие элементы тензорезисторных преобразователей;
- пружинные контакты реле и разъёмов в приборостроении;
- сильфоны и чувствительные элементы авиационных приборов;
- упругие подвесы в измерительных системах нефтегазового оборудования;
- токоведущие пружины в аппаратах низковольтной коммутации.
Технологические особенности обработки
Полоса допускает штамповку, гибку, вырубку и электроэрозионную обработку в закалённом состоянии. После формообразования выполняется старение при 650–750 C с выдержкой, обеспечивающей максимальный предел упругости. Режим старения подбирается индивидуально в зависимости от требуемого соотношения прочности и релаксационной стойкости. При гибке радиус должен составлять не менее двух толщин полосы во избежание образования микротрещин.
Вопросы и ответы
Чем полоса 68НХВКТЮ отличается от пружинной стали 65Г?
Сплав 68НХВКТЮ сохраняет упругие свойства до 250–300 C, тогда как сталь 65Г теряет их при нагреве выше 120–150 C. Кроме того, 68НХВКТЮ имеет меньший температурный коэффициент модуля упругости.
В каком состоянии поставляется полоса?
Как правило, в закалённом (пересыщенный твёрдый раствор) состоянии с пониженной твёрдостью для последующей формовки. Окончательное упрочнение достигается старением у потребителя.
Какая толщина полосы доступна?
Стандартный диапазон — 0,10–2,50 мм. Для более тонких упругих элементов применяется прокатка до 0,05 мм по отдельному заказу.
Нормируется ли релаксационная стойкость?
Да, для полосы с заданными свойствами упругости релаксационная стойкость контролируется при 200 C за 100 ч и не должна превышать 3 %.
